Exploring the interplay of oxidative stress markers and autonomic regulation in overweight horses subjected to aerobic exercise

ABSTRACT This study investigated the interaction between oxidative metabolism markers and autonomic regulation in overweight horses during aerobic exercise. Sixteen overweight, castrated Criollo horses were included in the survey, with eight horses in the control group and eight subjected to a 12-session basic training protocol. The horses were evaluated at rest and at the end of each subsequent week, measuring parameters such as heart rate (HR), heart rate variability (HRV), body weight (BW), body condition score (BCS), and cresty neck score (CNS). Blood samples were collected simultaneously, with plasma analyses including thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and total glutathione (GSH). Reactive oxygen species (ROS) and butyrylcholinesterase (BChE) enzyme activity were assessed in serum. Significant reductions in body weight, thoracic circumference, and body condition scores were observed in the trained group. There was a transient increase in ROS during the initial phase of training, followed by normalization. Increased glutathione and TBARS levels indicated positive metabolic adaptations without signs of oxidative stress. Initially, sympathetic nervous system activity was stimulated, followed by a restored parasympathetic balance by the end of the program, indicating beneficial physiological responses to exercise. Stable BChE levels throughout the study supported the absence of excessive oxidative or inflammatory stress. Strong correlations among oxidative metabolism markers, autonomic nervous system indices, and body fat parameters suggest that exercise-induced fat loss is linked to oxidative metabolism and changes in autonomic function. This research significantly advances our understanding of physiological adaptations in horses during exercise, making a substantial contribution to equine exercise physiology. RESUMO Este estudo investigou a interação entre marcadores de metabolismo oxidativo e regulação autonômica em cavalos com sobrepeso durante exercícios aeróbicos. A pesquisa foi conduzida com 16 cavalos Crioulos, castrados e com sobrepeso, divididos em dois grupos: oito cavalos no grupo controle e oito submetidos a 12 sessões de treinamento básico. Os animais foram avaliados em repouso e no final de cada semana subsequente, considerando-se os seguintes parâmetros: frequência cardíaca (FC), variabilidade da frequência cardíaca (VFC), peso corporal (PC), escore de condição corporal (ECC) e escore de pescoço (CNS). Amostras de sangue foram colhidas nos mesmos períodos para análise de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e da glutationa total (GSH) no plasma. No soro, avaliaram-se as espécies reativas de oxigênio (ERO) e a atividade da enzima butirilcolinesterase (BChE). Observou-se uma redução significativa no peso corporal, na circunferência torácica e nos escores de condição corporal nos animais submetidos ao treinamento. Durante a fase inicial do treinamento, houve aumento transitório de ERO, seguido de normalização. O aumento nos níveis de glutationa e TBARS sugeriu adaptações metabólicas positivas sem indicativos de estresse oxidativo. Inicialmente, registrou-se uma estimulação do sistema nervoso simpático, seguida por um restabelecimento do equilíbrio parassimpático ao final do programa, indicando respostas fisiológicas benéficas ao exercício. Os níveis estáveis de BChE ao longo do estudo apoiam a ausência de estresse oxidativo ou inflamação excessiva. As fortes correlações entre marcadores de metabolismo oxidativo, índices do sistema nervoso autônomo e parâmetros de gordura corporal sugerem que a perda de gordura induzida pelo exercício está associada ao metabolismo oxidativo e às mudanças na função autonômica. Esta pesquisa amplia significativamente a compreensão das adaptações fisiológicas em cavalos durante o exercício e contribui de forma substancial para o campo da fisiologia do exercício equino.